個性化虛擬手一體化建模平臺的設(shè)計(jì)和開發(fā).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)旨在高度模擬現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境，讓用戶與虛擬環(huán)境交互，給人身臨其境的感覺，它的兩個重要特征是交互性和沉浸感。而手作為人與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境交互時的重要工具，逼真的手模型會讓用戶得到更加真實(shí)的體驗(yàn)。建立逼真的手模型面臨許多挑戰(zhàn):自然環(huán)境下的很多因素會干擾人手圖像采集，復(fù)雜背景導(dǎo)致人手與背景難以分離，光照環(huán)境影響人手的清晰度，人手的抖動會使人手圖像模糊，軟件環(huán)境需要過多的手動干預(yù)使建模周期長，效率低。
　　本文開發(fā)了一體化的軟硬件平臺

2、，使人手建模更加方便、快捷，建立的手模型更加真實(shí)。在硬件方面，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了人手多視圖影像同步采集裝置，該裝置在考慮了人手生理特征的基礎(chǔ)上，依據(jù)相機(jī)立體視錐、光照明模型、人手運(yùn)動約束等原理進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。使用我們的裝置能減少人手圖像采集過程中產(chǎn)生的環(huán)境噪音和運(yùn)動噪音，提高采集到的圖像質(zhì)量。在軟件方面，設(shè)計(jì)了面向用戶的軟件操作界面和高效實(shí)用的軟件操作流程，使建模更加高效。根據(jù)計(jì)算機(jī)視覺中的多視圖幾何的原理，可以從人手的多視圖影像中獲取到三維

3、信息，獲取的信息分三類:反映人手大小、方位的點(diǎn)特征，反映人手輪廓的線特征，反映人手起伏的面特征。把人手模板模型按照點(diǎn)、線、面三種特征進(jìn)行變形，獲得大小、形狀與真實(shí)手基本一致的手模型，最后將圖片中真實(shí)手的紋理映射到虛擬手模型上，得到與用戶手高度一致的逼真的手模型。
　　將本文建立手模型的方法與三維激光掃描技術(shù)以及飛行時間技術(shù)建立的手模型進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn):在操作上，本文的方法比后兩者方便很多，在結(jié)果上比飛行時間技術(shù)建立的模型更具有真實(shí)感，